本期前沿洞察為大家帶來這些技術：學會摺紙的機械臂；一種能預防痴呆症新型的鼻噴霧劑；既靈活又堅硬的機械手……

一起來看看吧：

學會摺紙的機械臂，妥妥的“手藝人”！

日本千葉大學的科研人員開發了一款能靈活摺紙的機械臂。

看似幾個簡單的對角摺疊動作，對機器人來說卻不那麼容易。完成這一操作，需要兩隻手靈活配合，還需要用到多個手指的靈活協作，並且這些運動非常複雜。

對於機械臂來說，摺紙這項手藝究竟有哪些挑戰呢？

首先，對於精細的摺紙作品，需要複雜的手指結構，機械臂的指尖工作空間範圍要夠大。人類可以隨著腰部和脊椎的運動而移動手臂，從而增加移動範圍，但要在機器人系統中新增上身軸，例如腰部系統，卻並不容易。因此，在機器人的硬體設計中要考慮這點。

其次，機器人需要實時測量紙張的形狀和位置，來識別紙張的變形，因為紙張在摺疊過程中會改變其形狀和位置。

同時，考慮到摺疊運動的複雜性，機器人應該為給定的摺疊圖案自動生成摺疊動作，但摺紙過程通常被描繪（建模）成一個靜態表示式，無法描述狀態之間的動態過程。

為了保證機械臂的手部操作空間，研究人員開發了兩個分別具有六自由度的機械臂，由帶有正交軸的線性滑塊和帶有三個旋轉自由度關節的手腕組成。機械臂的左手有2隻手指，用於精細操作，每根具有七個自由度。

不僅如此，讓機械臂學會摺紙的關鍵技術是將複雜的摺疊過程分解為簡單的運動原語，結合物理模擬器和深度相機視覺反饋，提高了“手藝人”的成功率，實現了連續摺疊任務。

當前系統最關鍵的問題之一是需要估計紙張的形狀。在當前配置中，系統僅觀察一些特徵點，物理模擬模型可以有助於實現更好的預估。然而，這不足以識別紙張的整體形狀和精確條件，研究人員未來計劃透過整合3D資訊和物理模型來讓紙張的預估形狀更精準。

一種能預防痴呆症新型的鼻噴霧劑

大阪市立大學的科學家們研發了一種新型鼻噴霧劑，並已成功進行了臨床前的動物試驗，該鼻噴霧劑旨在預防與痴呆症相關的神經變性。

這種噴霧結合了兩種廉價的、預先存在的藥物。

2016年時，科學家發現了一種常見的抗生素——“利福平”。它可以降低已知與阿爾茨海默病的發展相關毒性蛋白的積累。如果在疾病的最早期階段使用抗生素，則可以預防神經變性。然而，由於「利福平」偶爾會對肝臟產生副作用，因此在人類中長期使用並不是特別可行。

此後，研究人員調查了利福平「鼻內給藥」是否有助於將藥物更直接地輸送到大腦，避免其對肝臟的破壞性副作用。並研究了一種具有與利福平相反的保肝作用的化合物的文獻。

這項新研究的重點是一種叫做「白藜蘆醇」的天然抗氧化劑，它存在於黑巧克力和紅酒等食物中，最近因其獨特的抗衰老和抗癌特性而受到研究。

經過試驗，將一種固定劑量的「利福平」和「白藜蘆醇」組合，每週鼻內給藥五次，持續一個月，用於幾種不同的神經變性小鼠模型，包括阿爾茨海默病和路易體痴呆。結果表明，這種新型聯合療法改善了小鼠的認知能力，並阻止了大腦中有毒蛋白質的積累。

聯合治療也沒有顯示出肝損傷的跡象，並且在預防神經變性方面比單獨使用每種藥物更有效。

這項新研究的首席研究員 Takami Tomiyama 說，與通常作為抗生素使用的劑量相比，研究中使用的「利福平」劑量很小。而且，當與「白藜蘆醇」結合使用時，它可以作為一種長期的預防性療法安全地給予人類。

很快，關於這項研究的人體試驗將會在日本、美國等在內的多個國家展開。

既靈活又堅硬的機械手，可輕鬆抓雞蛋、剪紙、夾晶片和壓碎罐頭！

在保持人手般靈巧度和抓握力等重要功能的同時，開發無需額外驅動部件的整合機器手是一項挑戰。現在，新的解決方案來了。

近日，來自韓國的科研團隊基於連桿驅動機構，開發了一種整合連桿驅動的靈巧擬人機器手，稱為 ILDA，這隻機器手有15個自由度（20個關節）、34N的指尖力、緊湊的尺寸（最大長度：218 mm），無需額外部件，擁有1.1 kg的低重量和觸覺感應能力。

輕輕拿起一顆雞蛋，既不會用力過度捏爆它，也不會力道過輕把它摔地上，對人類來說是與生俱來的本領，對機器人來說卻是個大挑戰。“ILDA”成功做到了這一點，表明該機械手在觸覺感測、反饋機制、精細操作等方面有了巨大進步。

目前，ILDA 機器手可以很容易地連線到現有的商業機械臂或正在開發的機械臂上，而不需要額外的部件，關鍵優勢在於手部表現出高效能，並且零件配置與手部本身相結合。

雖然業界已經開發出了許多相對靈巧的機器人手，但由於複雜的製造過程和維護困難導致的高成本限制了它們的商業化落地使用，而這款ILDA機器手的適用性，將透過功能和成本的綜合最佳化，能夠擴充套件到實際研究領域和許多行業應用，推進機器手的進一步研究。

本文部分內容來源自機器人大講堂，望潮科技進行再編輯。